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Sensores, actuadores y elementos del sistema de oresSensoresUna instalación de control, sea domótica o inmótica, está compuesta por tres componentes fundamentales:Sensores, sistema de control (elementos) y actuadores.- Los sensores son dispositivos que recogen información del mundo ‘real’ y la entregan al sistema de control deforma que el sistema de control ‘entienda’ y pueda procesar y tomar decisiones. Por ejemplo, un sensor de temperatura,de estado de puerta (abierta / cerrada), de humedad, de velocidad del aire, de nivel de CO2, etc.Su función es transformar un parámetro o estado físico del entorno que nos rodea en una información traducida aseñales eléctricas que proporcionaremos al sistema de control.- Los actuadores son dispositivos que siguiendo las órdenes del sistema de control, realizan acciones querepercuten en el múndo ‘real’, por ejemplo: motores, relés, pistones, válvulas, indicadores luminosos, etc. Esconveniente aclarar que en muchos casos el actuador es un dispositivo que pone en marcha alguno de estos equipos.El sistema de control recibe información del entorno sobre el que queremos realizar algún tipo de acción por medio delos sensores, esa información aporta datos para que el ‘controlador’ decida si hay que realizar alguna acción, si esasí, esta acción se lleva a cabo por un actuador que tiene capacidad para provocarla, por ejemplo:“Un sensor de luz le indica al sistema de control que hay poca luz en los aparcamientos que queremos controlar y elsistema determina que hay que activar una serie de farolas, para conseguirlo activa un contactor (actuador) queprovoca que las farolas se iluminen”.
SensoresPara realizar las mediciones de magnitudes mecánicas, térmicas, eléctricas, físicas, químicas, etc , se empleandispositivos comúnmente llamados sensores y/o transductores.El sensor percibe los cambios de la magnitud en cuestión, como temperatura, posición, nivel química, fuerza, etc. yconvierte estas mediciones en señales generalmente eléctricas para suministrar la información a instrumentos delectura y registro o para un sistema de control que realizará acciones en función de las magnitudes medidas.Estos dispositivos se instalarán en el lugar apropiado para medir esa magnitud, estado, nivel, etc. y es necesarioconocer su modo de operación para poder instalar, configurar o mantener sistemas que los incorporen.Existen gran cantidad de sensores para medidas de todo tipo y por tanto, se pueden clasificar de muchas formas distintas: Según el tipo de salida que proporcionan: Analógicos: Entregan una salida de nivel variable en función del parámetro que midan, por ejemplo, unsensor de temperatura de -20º a 50º con salida 0-10V. Binarios: Entregan un nivel ‘todo’ o ‘nada’ (1/0), por ejemplo el estado de una puerta (abierta/cerrada). Digitales: Dan la información relativa a la medida con un protocolo de comunicaciones específico que elfabricante facilita: por ejemplo el sensor de temperatura y humedad STH-11 (ver en Internet). Según su estructura interna, tipo de sensor: Pasivos: No precisan de alimentación: Resistencias que cambian de valor según luz o temperatura. Activos: Tienen circuitos electrónicos que alimentar y necesitan una fuente de energía. Según el tipo de parámetros que son capaces de detectar: Mecánicos: Detectan parámetros relacionados con acciones mecánicas, contactos, aceleración, etc. Ambientales: Medidas de temperatura, humedad, pluviometría, velocidad del viento, etc. Químicos: Niveles de CO2, niveles de oxígeno, contaminación en el aire, azucar en sangre, etc. etc.
SensoresUna clasificación posible y quizás la más usada, es la de ‘ámbitos de aplicación’, es decir, donde y para que se usan,cuando veamos diferentes ejemplos, esto quedará más claro.Seguridad de personas y bienes Sensores de presencia (volumétricos, detectores de infrarrojos, detectores radar, barreras laser, etc.). Detectores de rotura de cristales (alertas de robo). Detectores de vibración / sísmicos (en banca para detectar ‘butroneros’). Pulsadores de ‘socorro’ en viviendas o en empresas. Detectores de humos / incendios. Detectores de inundación. (En aseos, sótanos, almacenes, etc.) Detectores de gas (Fugas butano, gas ciudad, niveles altos de CO2, CO – humo de vehículos, etc.)Sistemas de climatización Sensores de temperatura (exterior, interior, zona, aire expulsado, aire recuperado, enfriadoras, agua calderas, etc.) Sensores de humedad (humedad exterior e interior para cálculo de calor latente / sensación de calor). Sensores de presión absoluta y diferencial ( verificación de filtros, presiones de vapor, etc.) Sensores de flujo de aire / agua ( para monitorizar ventiladores en marcha, bombas, consumo de energía, etc.).Relacionados con el clima Sensores de radiación solar. Velocidad y dirección del viento (anemómetro y veleta). Pluviometría y lluvia. (detectores de lluvia y de cantidad de lluvia). Presión atmosférica (para predicción del tiempo, barómetro).así multitud de ejemplos .
SensoresComo se ha mencionado en la página anterior, se podrían seguir mencionando cientos de tipos de sensores ,nosotros vamos a centrarnos en las características más importantes a tener en cuenta si tenemos que buscar o tratarcon algún tipo de sensor para una aplicación específica.Cuando nos encontramos un catálogo, una información técnica, un equipo ya instalado, buscamos un sensordeterminado para una aplicación concreta nos vendrán una serie de preguntas sobre estos dispositivos.¿ Como se conecta a la electrónica ?, ¿Cómo está alimentado?, ¿qué información nos entrega?, ¿qué calidad oprecisión tienen sus medidas?, ¿cómo se detecta si está averiado?, ¿cómo se compruebas su funcionamientocorrecto? , ¿se puede estropear si hago mal alguna operación?, etc Vamos a tratar de introducirnos en estas cuestiones, destacando las más importantes, muchas respuestas no son‘fijas’, sino que deberán ser deducidas por el técnico, sobre todo las relacionadas con las pruebas y averías.1º Conseguir la documentación técnica del dispositivo ¿Precisan alimentación?: En caso de que así sea, ¿qué tensión y cuanto consume en corriente? Las tensiones de alimentación pueden ser muy diferentes, 12Vcc, 12Vac, 24 Vac, 24 Vcc, 230Vac, etc, unaalimentación inadecuada probablemente destruirá el sensor, con pérdidas económicas y de servicio inaceptables. Es importante determinar el consumo (intensidad de corriente) para verificar que la fuente seleccionada podrá alimentarel sensor o grupo de sensores. Es conveniente dejar un margen en la fuente de alimentación de forma que no se use su potencia al 100%.
Sensores ¿Qué parámetro miden y como nos entregan su valor? Valores asociados al sensor: temperatura, humedad, luz, acidez, velocidad, abierto, cerrado, etc. Como ofrecen la señal de salida al sistema de control: Salida analógica de 0 a 10Vcc. Salida de 0 a 5 Vcc. Salida de bucle de corriente de 0 a 20 mA Salida de bucle de corriente de 4 a 20 mA. Resistencia variable. Nivel lógico ‘0’ o ‘1’ Interruptor abierto o cerrado. Codificación digital del fabricante (ver niveles y protocolo con datasheet fabricante). Protocolo Modbus u otro protocolo estándar (ver protocolos estándar). Comunicaciones serie modo terminal (ver comunicaciones en datasheet fabricante). Etc. Otras características importantes: Rango de medida: Desde donde hasta donde miden (por ejemplo de 0 a 50º de temperatura). Resolución de medida: Menor cambio detectable en la medida (0,1º, 0,01º, 1º, 0,1V, etc.) Precisión: Tasa de error de la medida en porcentaje: 1% de precisión, 10%, etc. Tiempo de medida: Tiempo necesario para poder ofrecer un dato fiable a la salida. Repetitividad: Error esperado al realizar la medida varias veces. Linealidad: Relación entre valor entregado y valor representado. (comentar gráfico).
Sensores Montaje y conexión Normalmente se montan según las necesidades de medida, para ello se seguirán las instrucciones delfabricante y el sentido común del instalador. El esquema de conexionado suele estar en el datasheet del sensor. Antes de conexionar asegurarse de los parámetros y forma de alimentación para evitar averías. Después del conexionado se verificará, si es posible, el funcionamiento del sensor. Intentar anticiparse a problemas posteriores que se pueden dar en la instalación: caida de líquidos,vibraciones mecánicas, posibles golpes, facilidad o dificultad de acceso, según convenga, protecciónantivandálica, etc. La mayoría de los sensores van conectados al sistema de control o a un adaptador de señal, pero se pueden darcasos de sensores que se incorporan a la red de control ya que ya llevan internamente la eléctrónica paraintegrarse en la red de control. La mayoría de los sensores se conectan mediante cableado, pero existen muchos que incorporan ya electrónica paracomunicaciones inalámbricas o mediante sistemas específicos (fibra, red, olBus de comunicaciones
SensoresSería imposible reflejar en estos textos detalles de todos los tipos, formas de conexión, utilidad, etc. de sensores,por lo que vamos a hacer un recorrido por los más significativos. Sensores binarios, todo/nada, ‘1’/’0’, de dos estados discretos: Nos dan información del tipo Si/No, 0/1, existen desde los más simples a sistemas más complicados, perosolo nos ofrecen dos estados discretos.Interruptores, pulsadores, microrruptores, sensores finales de carrera, etc.: Son sistemas mecánicos simples enlos que se abren o cierran dos contactos y al hacerlo establecen dos niveles eléctricos diferentes del tipo todo/nada.Barrera laserFinal de carreraDetector lluviaSímbolosDetector presenciaInterruptorPulsadorPosibles conexiones que entregan ‘0’ / ‘1’ (comentar en clase)
Sensores Sensores binarios, todo/nada, ‘1’/’0’, de dos estados discretosInterruptores, pulsadores, microrruptores, sensores finales de carrera, etc.: Son sistemas mecánicos simples enlos que se abren o cierran dos contactos y al hacerlo establecen dos niveles eléctricos diferentes del tipo todo/nada.Existen sensores que a pesar de medir magnitudes físicas variables como temperatura, humedad, presión, etc. solonos entregan niveles discretos Todo/Nada , ‘1’/’0’, estos sensores están preajustados a un nivel o los ajusta elusuario a un nivel requerido: Sensor de temperatura de motor de un vehículo, cuando alcanza 95º (valor fijo) salta el ventilador.Interruptor crepuscular, mide la luz y cuando llega a un nivel (ajustable) se activa para encender las farolas.Sensor de humedad para riego, cuando la humedad cae por debajo de un nivel (ajustable) activa el riego.Nivel mínimo en un depósito de agua alcanzado y hay que poner la bomba en marcha.etc.Tienen una salida tipo ‘interruptor’ (0/1) que nos indica cuando se ha producido la situación ajustada ( ‘1’ / ‘0’ )Interruptor nivel líquidoTermostatos ajustablesInterruptor crepuscularTermostato fijo
Sensores Sensores de temperaturaSon muy usados en multitud de sistemas. Los hay de diferentes tipos, rangos de medida, forma física, etc.Vamos a ver algunos de ellos aunque hay infinidad de tipos.Muchos de ellos se basan en resistencias que cambian de valor según la temperatura a la que son expuestas:TermistoresNTC (Negative Coeficient Temperature) temperatura - - resistenciaPTC (Positive Coeficiente Temperature)- temperatura - resistenciaRTD (Resistance Temperature Detector)Precisión y linealidad con metales (Pt).Gran margen de temperatura (altas).Estabilidad en las mediciones.Basados en semiconductoresDiodos, circuitos integrados, etc.Ver hojas de características.Aplicaciones especiales, precisión, etc.Existen más tipos de sensores: termopares, RTD con otros metales diferentes al Pt, infrarrojos, bimetálicos / mecánicos, etc.
Sensores Sensores de temperaturaLos sensores no se suelen presentar tal y como los hemos visto en las imágenes anteriores, sino que se adaptana las necesidades físicas de las magnitudes a medir: tubos de aireación, depósitos de agua, motores, hornos, etc.A continuación podemos ver diferentes sondas de temperatura que incorporan sensores en su interior y adoptandiferentes formas para realizar las medidas, los sensores se protegen mediante vainas metálicas y se garantiza elcontacto térmico con pasta conductora del calor (silicona).Sensor tuberíaSensor depósito líquidoSensor bloque motorSensor conducto aireVaina de aceroSensor en interiorRodeado de silicona térmicaSensor pared habitaciónSensor infrarrojosSensor en placa electrónicaEstos son solo una pequeña muestra de los miles de tipos y funcionalidades de sensores de temperatura
Sensores Sensores de nivel de luzSuelen estar relacionados con sistemas de control de iluminación, para detectar si es necesario activarlos.La mayoría de ellos se basan en dos tipos de tecnologías: Resistencias variables en función del nivel de luz (LDR). Dispositivos semiconductores a los que afecta la luz (fotodiodos, fototransistores, CCD ? , etc).FototransistorLDRFotodiodosLDRReceptor con fotodiodoEmisor laserBarrera laser (corte haz luz)Medidor de radiación solarInterruptor crepuscularSensor para exterioresEstos son solo una pequeña muestra de los miles de tipos y funcionalidades de sensores de luminosidad
Sensores Sensores de humedadSuelen estar relacionados con sistemas de control de aire acondicionado, información climática (humedad deaire) y control agrícola (humedad del suelo). También los hay para medir humedad en madera y otros materiales.Existen multitud de sensores, los de humedad del suelo se basan sobre todo en la conductividad del terreno y losde humedad del aire en sistemas capacitivos o semiconductores con electrónica asociada (ver datasheet).Humedad en aireSensor en circuito integradoSensores humedad para sueloMedidor humedad en maderaHumedad (aire acondicionado)Medida humedad terrenoMedidor humedad exterioresEs imprescindible consultar los manuales o datasheet de los sensores ya que hay muchas diferencias en prestaciones y formas de medida
Sensores Sensores de presión (aire y líquidos)Suelen estar relacionados con sistemas de control de aire acondicionado y calefacción, información climática,sistemas de bombeo, aeronáutica, laboratorios, mecánica, etc.Muchos se basan en la deformación de cápsulas presurizadas miniatura, existen también medidores de ‘presióndiferencial’, que miden la diferencia de presión entre dos zonas.Sensor presiónPresión diferencialPresión atmosféricaSensor (membrana deformable)Sensor miniatura en placaMedidor acoplable a tuberíaPantalla de medidas climaSensor presión líquidoPresión diferencial filtro aire acondicionadoEs imprescindible consultar los manuales o datasheet de los sensores ya que hay muchas diferencias en prestaciones y formas de medida
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para aplicaciones específicas, podemos destacar los siguientes sistemas de detección: Detectores de presencia: Usados para gestión de energía y para sistemas de seguridad. De infrarrojos, microondas, mixtos, por cambio de imagen, laser, etc.Cuando se desea ahorrar energía y que no se active iluminación si no haypresencia se suelen usar este tipo de detectores, por ejemplo en sótanos, aseospúblicos, pasillos poco frecuentados, etc.Estos equipos suelen estar conectados directamente a los sistemas deiluminación y pueden disponer de un temporizador que asegura que después dedetectar movimiento habrá un tiempo de encendido mínimo.También pueden estar conectados a un sistema de control y en determinadoshorarios servir para encender iluminación y en otras franjas horarias servircomo detectores de intrusión. ¿?El otro uso más común de estos detectores es la seguridad ante intrusión(robo). Suelen estar conectados en serie (bucle) a un sistema de alarma, deforma que cuando uno detecta movimiento o se cortan los cables, se activa laalarma.Cada vez es más común que estos sistemas sean inalámbricos (para facilitar lainstalación) y que incorporen cámara y micrófono para monitorizar el lugar encaso de incidente. Pueden combinarse con un sistema de control.Estos sensores suelen entregar un valor ‘0’ / ‘1’ (relé abierto o cerrado) que nos da información de si está activado o no.
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para aplicaciones específicas, podemos destacar los siguientes sistemas de detección: Otros detectores de intrusión: Usados para gestión de energía (¿?) y para sistemas de seguridad. Apertura de puertas, persianas, ventanas, rotura de cristales, vibración, pisadas en suelo, etcLos sensores de apertura de puertas, ventanas, persianas, etc. Se suelen basar en unconjunto imán / relé reed. El imán mantiene en una posición el interruptor y al retirarsecambia de estado (cerrado/abierto).Relé ‘reed’Algunos detectores de vibración / movimiento se basan en pequeñas láminas metálicascon un contrapeso que hacen contacto al detectar movimiento o activan un generadorpiezoeléctrico, antiguamente se usaban ampollas de mercurio (metal conductor), pero al servenenoso se han ido retirando del mercado.ImánLos detectores de rotura de cristales suelen ser micrófonos que filtran y reconocen el ruidoagudo que hace un cristal al romperse, también hay pegatinas muy finas con un hiloconductor que se pegan al cristal y que cuando se rompen, se interrumpe la circulación decorriente.Relé reedinternoDetectores presión suelo, dispositivos que detectan cambios de presión, instalados bajo suelosensible (parquet, goma, etc.).ImánRelé reedinternoDetector presión para suelosDetector rotura cristalAjuste sensibilidadDetectores aperturapuertas, ventanas, etc.Detector vibracionesEstos sensores suelen entregar un valor ‘0’ / ‘1’ (relé abierto o cerrado) que nos da información de si está activado o no.
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para aplicaciones específicas, podemos destacar los siguientes sistemas de detección: Detectores de humos / incendios: Seguridad en hogar y edificios inteligentes.Usados en todo tipo de edificios, suelen estar conectados a una central de alarma de incendios o en el caso de hogar pueden tener una simplealarma acústica (alertar incendios nocturnos, aviso a residentes y vecinos, etc.).La mayoría de sensores de humos son de los tipos: ópticos, termoiónicos o termovelocimétricos. Ópticos: Detectan con una fotocélula que el aire pierde transparencia y deja pasar peor la luz (existencia de humo). Iónicos: Se basan en la reducción de flujo de corriente eléctrica constituida por moléculas ionizadas por una fuente radioactiva entreelectrodos al penetrar el humo. Termovelocimétricos: Miden la velocidad de crecimiento de la temperatura. Normalmente se regula su sensibilidad a unos 10ºC/min. Sebasan en fenómenos diversos como dilatación de una varilla metálica.Detector óptico de humoDetector iónico de humoComparativa de tiempos de respuesta de detecciónEstos sensores suelen entregar un valor ‘0’ / ‘1’ (relé abierto o cerrado) que nos da información de si está activado o no.
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para aplicaciones específicas, podemos destacar los siguientes sistemas de detección: Detectores gases tóxicos, peligrosos y contaminación: Seguridad en hogar y edificios inteligentes.Usados en todo tipo de edificios, en hogar solo se suelen instalar los de gas (butano, propano, etc.), en edificios inteligentes yaparcamientos se suelen instalar además detectores de CO (monóxido de carbono / gases automóviles tóxicos), CO2 (dioxido de carbono /calidad de aire en lugares públicos) y de contaminación o calidad del aire en lugares de pública concurrencia o estaciones de medida enzonas urbanas.Unidad de detección y alarma de CODetector de gas y de COSensor de calidad de airePanel de exposición de datosSensor de gas y unidad ensamblada con alarmaSensor de CO (monóxido de carbono)
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para aplicaciones específicas, podemos destacar los siguientes sistemas de detección: Detectores de inundación, lluvia y meteorológicos: Usados en hogar y edificios inteligentes.Los de inundación se usan en hogar para prevenir daños mayores y cortar el suministro, en cambio en edificios se suelen usar en sótanosy garajes para avisar y poner en marcha bombas de evacuación de agua.Los sensores de lluvia pueden tener diversa utilidad, como bajar persianas, recoger o tender toldos, etc. Sobre todo se usan en hogar.Los meteorológicos se usan en hogar y en edificios para actuar sobre toldos, persianas, ahorro energético, etc. También pueden formar partede redes de recogida de datos distribuidas por la geografía de una zona geográfica.Sistema de corte de agua viviendaaccionado al detectarse inundación( No es un sensor, es un actuador )Velocidad y direccióndel aireDetector de lluviaHumedadTemperaturaPresión atmosféricaPluviómetroSensor de inundación (detalle de sonda)
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para todo tipo de aplicaciones, casi siempre está presentes, tanto en hogar como en edificios inteligentes. De accionamiento manual: Pulsadores, interruptores, teclados, potenciómetros, etc.Están presentes para poner en marcha sistemas, seleccionar opciones, ajustar parámetros, etc, se trata de los pulsadores, interruptores,conmutadores, potenciómetros, teclados numéricos y alfanuméricos, etc. También son parte relevante en un sistema de control.Sus mecanismos suelen ser bastante simples y se suelen reducir a conduce/no conduce, activo/no activo, diferentes posiciones o casosmás complejos como los teclados de múltiples teclas, codificadores binarios, de posición, potenciómetros, enciómetrosPotenciómetroNormaly Closed(NC)InterruptorComúnNormaly Open(NO)ResistenciavariableConmutador
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para aplicaciones específicas, podemos destacar los siguientes sistemas de detección: Sensores y contadores ( de fluidos, electricidad, etc.)Sobre todo en edificios inteligentes, puede ser necesario contar consumos de gas, de agua, de electricidad, detectar si funciona un ventilador ouna bomba (flujo de aire o de líquido), etc. Para realizar estas medidas existen sensores específicos entre los cuales mencionaremos los siguientes: --Contadores de electricidad, agua u otros líquidos:Consumo de agua, control de fugas y combinados consensores de temperatura, medida de energía usada encalefacción o aire acondicionado (¿?). Suelen funcionarmoviendo una ruedecita (tipo noria) que genera pulsosen función de la cantidad de líquido que circula, tambiénhay basados en efecto Venturi y presión diferencial,ultrasonidos, etc.Consumo electricidad, genera pulsos por wh consumido. Detectores de fluido(circula/no circula): Sirvenpara saber si está enfuncionamiento unventilador, una bomba, etc.No miden caudal, solo sihay circulación de fluido. Medidores de corriente eléctrica:Si es necesario medir la corrienteeléctrica que circula por un circuitocon intensidades elevadas, se usantransformadores de corriente, quesin abrir el circuito nos dan unaseñal útil para conectar al sistemade control.Detectorflujo aire1 pulso - 1 litro100 pulsos - 1kWhContadores agua y electricidad con salida de pulsosDetectorflujo líquidopor palancaSensores de fluidoMedidor corriente eléctrica
Sensores Sensores de diferentes tipos para domótica e inmóticaUsados para aplicaciones específicas, podemos destacar los siguientes sistemas de detección: Biométricos, de identificación, otros Biométricos: Sistemas de medida de parámetros biológicos,aunque existen de iris, palma de mano, etc. el más usadoactualmente es el de huella digital. Es un sensor complejo queanaliza la huella y entrega al sistema de control unos datos quela codifican, más que un sensor se puede considerar unsistema compacto.De identificación: Sistemas de identificación de objetos con datos comotarjetas magnéticas, tarjetas chip, etiquétas RFID, etc. (buscar en Internet).Equipos que ‘leen’ objetos pequeños y fáciles de llevar con un identificadorúnico y en la mayoría de los casos con más información. Se comunican conel sistema de control para pasarle los datos leidos.Lector RFID y tarjeta RFIDLectores tarjeta magnética y chipDetector de huella digitalEtiquetas RFID (tag)Existen multitud de sensores y sistemas de medición conectables a control que no se han mencionado en este capítulo. Para casi todas lasnecesidades de medición o de lectura de información existen sensores más o menos complejos que son capaces de convertir los datosdeseados en información que pueda recibir el sistema de control. Plantear en clase posibles casos de sensores no mencionados.
SensoresAdaptación de señales, acondicionamiento de nivelesCuando hablamos de que los sensores ‘entregan’ una información, debemos de tener en cuenta que esa información tiene quetener el mismo formato que la que precisa el sistema de control para poder ‘entenderse’.¿ Qué formatos ‘entienden’ los sistemas de control ? Contacto libre de potencial: Equiparable a un interruptor, el sensor abre o cierra un ‘relé’ para indicar al control ‘activo/no activo’, porejemplo, un detector de inundación cierra un interruptor que comunica el control que hay inundación, no se entrega tensión, se cierra uncircuito interno. El sistema de control está preparado para este tipo de entrada. Entradas digitales tensión: Entradas con un nivel para indicar ‘0’ y otro para el ‘1’, admiten cierto margen de tensión y pueden ser de muydiferentes valores y tipos de tensión. Por ejemplo: 24Vcc para ‘1’, 24 Vca para ‘1’, 5Vcc para ‘1’, 10Vcc para ‘1’, 230Vcc para ‘1’, etc. Analógica 0-5V: La tensión que entrega el sensor al sistema de control tiene un nivel entre 0 y 5V, con una relación directa y generalmentelineal entre el parámetro medido y el nivel de tensión ofrecido. Por ejemplo, un sensor de humedad relativa con salida 0-5V y medida de 0%a 100% de humedad que entregue 2,8V estará indicando una humedad relativa del 56%. Realizar regla de tres simple. Analógica 0-10V: La tensión que entrega el sensor al sistema de control tiene un nivel entre 0 y 10V, con una relación directa ygeneralmente lineal entre el parámetro medido y el nivel de tensión ofrecido. Por ejemplo, un sensor de temperatura con salida 0-10V ymedida de -30ºC a 70ºC de temperatura que entregue 5,2V estará indicando una temperatura de 22º. Margen medida 100º (-30 a 70), 1V - 10ºC. Bucle corriente 0-20mA: La intensidad que entrega el sensor al sistema de control tiene un margen entre 0 y 20mA, con una relación directay generalmente lineal entre el parámetro medido y el nivel de corriente ofrecido. Por ejemplo, un sensor de nivel de CO con salida 0-20mA y medida de 0 a 100ppm de CO que entregue 6 mA estará indicando una cantidad de nivel de CO de 30 ppm. Bucle corriente 4-20mA: La intensidad que entrega el sensor al sistema de control tiene un margen entre 4 y 20mA, con una relación directay generalmente lineal entre el parámetro medido y el nivel de corriente ofrecido. Por ejemplo, un sensor de caudal con salida 4-20 mA ymedida de 0 a 10 litros/sg de agua que entregue 12 mA estará indicando un caudal de 5 litros/sg. ¡ Ojo: 4mA es el 0 ! Específicos para sondas concretas: Entrada para sonda temperatura Pt100, para modelo concreto de fabricante, etc. Menos flexibles. Protocolo comunicaciones específico: El valor se transmite por vías especiales con protocolo especial. (Ver STH11)
SensoresAdaptación de señales, acondicionamiento de nivelesEn muchos casos, los cambios eléctricos que producen los sensores, es decir, los parámetros entregados no son adecuadospara el sistema de control, en nivel, linealidad, etc. Para solucionar este problema, es muchas ocasiones, es necesario incorporaralgún circuito electrónico extra que realice labores de adaptación de los parámetros que tenemos a los niveles deseados.Ejemplo 1: Tenemos un sensor NTC que produce cambios de resistencia al cambiar la temperatura, ¿Cómo hacemos para que esoscambios pasen a ser unos cambios de tensión para un sistema de control con entradas analógicas?. Necesitamos un sencillo circuito.En este caso, podemos ver, que cuando la resistencia NTC cambie de valor por cambios de temperatura, lasalida de tensión Vout también cambiará. El sistema de control tendrá que calcular la temperaturaexistente en función de la hoja de características de la NTC.En algunos casos y para facilitar la labor de los técnicos, existen circuitos que realizan la adaptación deseñal y la ‘linealización’, de forma que entregan una señal fácil de interpretar: Una sonda de temperatura que mide de 0º a 50ºC y entrega una tensión de salida de 0-10V de formaproporcional. 0V 0ºC, 1V 5ºC, 2V 10ºC, 10V 50º, 3.52V 17,6º (regla de tres simple).Estas sondas son más caras al incorporar la electrónica que realiza la conversión.En esta imagen podemos ver un pequeño circuito de un sistema de adaptación de señal basado en unchip especializado, con este circuito, el sensor nos entrega una salida de tensión proporcional más fácilde manejar, se puede ver su descripción en: http://www.ti.com/product/pga309Estos circuitos se pueden montar en el sensor, en una caja externa y en algunos casos, en el sistemade control, aunque esto implica que esa entrada solo servirá para un tipo de sensor concreto.
SensoresConexión entre sensores y sistemas de controlEs muy importante, antes de realizar el conexionado, cerciorarse de que el conexionado es compatible, en algunos casos sepueden ‘adaptar’ salidas de forma sencilla, pero en estos casos es importante verificar el circuito resultante:ItSensor0-10VIcR1 R2IdRiEntradaControl0-5VEn este caso hemos hecho un divisor de tensión con dos resistencias igualespara pasar 0-10V a 0-5V, pero es importante tener e
Sensores Para realizar las mediciones de magnitudes mecánicas, térmicas, eléctricas, físicas, químicas, etc , se emplean dispositivos comúnmente llamados sensores y/o transductores. El sensor percibe los cambios de la magnitud en cuestión, como temperatura, posición, nivel química, fuerza, etc. y convierte estas mediciones en señales generalmente eléctricas para suministrar la .
